为了应对日益增长的全球传染病疫情爆发的威胁,我们需要优化相关分子检测能力并建立大规模流行病疫情的防备网络。

  今天,几乎没有人会说对大规模传染病疫情的威胁、或是痊后需要长期恢复完全一无所知。那么问题来了,如何充分利用当下的新兴技术,在这场与大规模流行病疫情的对抗赛中保持领先?分子诊断(moleculardiagnostics)或许是答案!

  分子诊断能够进行人群监测、快速识别相关传染病原体并有助于对其进行下一步处理提供参考意见,甚至可以做到区分具有类似或非特定症状的多种不同病原体。

  想充分利用这些测试能力,就要确保所有人都可以公平地获得检测的机会;我们需要建立一个用于大规模传染病流行防备的基础设施,以便根据其提供的信息迅速采取行动。

  未来我们应对流行病原体的方案

  大规模传染病疫情本身已不是什么新鲜事,反倒是百年里四次的甲型流行性感冒病毒的疫情爆发频率才更令人担忧。对新冠疫情的迅速应对,尤其是在诊断和疫苗开发方面的成果,让我们在这次疫情中挽救了大量人的生命,避免了最糟糕的结果;而鉴于过去曾发生过的那些更致命、更具传染性的大流行病,防患于未然才是人类赢得未来的关键。

  经济全球化不断加深、航空旅行日益普遍,再加上人畜共患的病原体向人类传播的几率增加,全世界不同地区同时爆发大规模传染病流行也不再让人意外。这就是为什么我们不仅要保持目前的全球监测能力的同时,还要继续投入用于全球大流行病防备系统的基础设施,培养该领域的研究和能力,以便在下一次大规模传染病流行爆发时能够做出迅速且协调的反应。

  在与病毒性病原体的“斗争”中,有一种方法是用所谓的“症候群检测”(多种病原体可以引起类似的临床症状,因此被称为“症候群”)来筛选具有类似症状的常见病毒。可用的症候群检测能够一次对多种病毒进行定性检测,让病理实验室在面对相似症状时,能够区分SARS-CoV-2、流感和呼吸道合胞病毒(RSV)感染。尽管疫苗接种是减少这些病原体传播和预防严重疾病的关键,但症候群检测对于快速诊断依然有价值,这样就可以迅速隔离那些高危病原体的活动性感染者,以防止疾病的进一步传播,并接受更加快速、适当的针对性治疗。

  诊断工作占据主导地位

  诊断试验人员身处测试和诊断受感染患者的一线。因此,在选择和实施诊断测试时,为了向患者提供尽可能好的结果,诊断试验人员的意见就显得非常重要。几个因素都会对测试类型的选择产生影响,包括爆发阶段、所需资源和运行实验室的工作流程。在呼吸道疾病高发季,进行单一病原体靶标的检测可能导致检测效率低下而工作量过高。而如果转向症候群检测,就能够将多个目标整合到一个测试中,减少整体工作量,更快地获取报告结果,从而加快隔离和治疗速度。

  在预防和早期应对疾病爆发方面,分子诊断发挥了多方面的作用:识别受感染个体、了解社区免疫水平,同时监测病毒变异的演变,以便开发适合的靶向性疫苗。在设计诊断测试时,避开容易发生变异的病毒基因片段是至关重要的,这样才不会假阴性的结果。缜密的研究和开发过程确定了最佳的靶点,通过引物设计算法进行生物信息分析,选择合适的序列。之后,对这些序列进行检测,通过调整循环参数确保达到最佳的灵敏性和特异性反应指标,从而在可接受的检测报告时间内获得精确的结果。

  分子诊断的应用

  如果被正确使用在合适的临床病症场景的话,分子诊断会是一个非常有价值的工具。无论是通过单靶点检测,还是在面临诊断挑战的情况下进行症候群多重检测,分子诊断都提供了很高的特异性和灵敏度,并且应用简便,结果易于判读。然而,只有在了解了每种检测的优势和局限性后,才能将分子诊断的价值最大化,正确的检测应被用于正确的场景中。

  基于PCR的检测仍被认为是传染病诊断的金标准,它们可使用常见的实验室设备并适用于各种样本类型。随着猴痘的爆发和新兴病毒不断带来威胁,更广泛的症候群检测成为构建全球疫情监测策略的优秀工具。

  基于PCR的监测具备高灵敏度和特异性。使用大多数实验室已有的设备就可以进行相关检测,并且可以检测非侵入性的鼻腔拭子、鼻咽拭子或唾液样本,获得有效的结果。这样的工作流程适合于大规模的社区测试,如果实验室提高自动化程度,检测通量也会得到大幅提升。模块化、可扩展的核酸提取和液体处理平台使实验室能够通过打破检测通量的瓶颈来应对需求的激增——比如样品加载和将原始样品管重定义为与工作流程兼容的耗材。同时,这些自动化平台可实现从样本到患者结果的完全可追溯性,从而缩短了检测报告时间。

  但并非所有的诊断环境都是一样的。PCR的顺利开展显然与验室设备、实验室空间和样本收集物流都息息相关。虽然它可以通过移动实验室部署到偏远或设施不足的环境中,但成本高昂,并且需要时间来运行工作流程。用快速提取和快速PCR流程来提高速度,会缩短得检测时间,但也会降低灵敏度,因此对这两者需要平衡,以减少出现假阴性结果的可能性。例如,即时检测(Pointofcaretesting,POCT)可实现快速和方便的检测,且不需要实验室设备;但这类测试的灵敏度和特异性有限,更适合感染急性期的检测。如果病人太早或太晚接受检测,即便使用高质量的快速检测,检测结果也依旧不可靠。

  Revvity瑞孚迪病原体检测自动化解决方案

  随着未来检测技术的进一步应用,自动化的样本前处理设备将成为PCR实验室的关键。Revvity瑞孚迪聚焦生命科学与诊断业务,病原体检测是其长期耕耘的领域之一,并提供一系列多样化、组合式解决方案和产品。其中,LeanNAT全自动核酸提取纯化仪和PreNATII全自动核酸检测反应体系构建系统,将为分子检测诊断技术实现了坚实保障,特别是具有中国本土化的Pre-NATII,结合了Revvity瑞孚迪精准全自动液体工作站和高效Chemagic自动核酸提取模块,可实现全自动样本条码扫描、试剂分装、样本分配、核酸提取、PCR反应体系构建等。Pre-NATII只是Revvity瑞孚迪在中国本土化进程的缩影之一。Revvity瑞孚迪在近日公布了其中文名称,以更好地拥抱中国市场,服务本土生命科学和诊断领域创新。

  我们相信,多重的症候群的分子测试将是一个趋势。以类似症状出现的病原体将在一个试剂组中进行检测,或是一个单管多重的检测。尽管单靶标检测的速度和灵敏度不错,但临床医生并不知道在多种造成类似临床症状的病原体中选择哪一个进行检测,他们需要知道病原体是什么。未来,症候群检测和多重检测将覆盖更多的目标病原体,我们将见识到更快速地检测和更简化的工作流程。特别是在中国,随着多学科合作、数据驱动分析、个性化健康管理和互联网医疗的发展,有望提高对多重症候群的认识和医疗水平,为患者提供更好的医疗服务和健康管理。

  下一步是什么?

  随着地球的气候变化一年比一年明显,病媒传播的疾病引发了人们极大的忧虑。愈发温暖、潮湿的天气更适合蚊子和蜱虫的生存,它们可以在感染和受感染的动物之间作为中间媒介来传播疾病--包括人类。这些疾病包括寨卡、基孔肯雅、黄热病、疟疾、登革热和许多其他疾病。事实上,世界卫生组织(WHO)承认有八种被忽视的病媒传播的疾病,在全世界范围内引发了极高的发病率和死亡率1。所有传染性疾病中,通过病媒传播的可以占17%以上,每年导致70多万人死亡。

  监测和早期诊断测试对于有效管理感染者和遏制疾病的传播至关重要,而分子测试方法是发现任何新型病原体出现的关键。分子诊断作为常规的检测和监测工具,不仅可以快速、准确地检测病原体的存在,也将在疾病的早期阶段及早诊断和采取相应的控制和预防措施,对抵御已知病原体爆发、检测新发传染病原体、保护公众健康和全球疾病防控具有重要意义。

  分子诊断是否能够在全球范围内取得成功,取决于全世界各组织间的通力合作,我们需要充足的资金和资源来开发和普及分子检测。除此之外,跨部门的研究和协作也是非常必要的,正如Revvity瑞孚迪携手客户与合作伙伴一起,以科技之能,突破人类潜能的边界。尽管当前全球传染病挑战严峻,但我们应当共同建立一个能够走向未来的全球大规模传染病病流行的应对网络。

  关于Revvity瑞孚迪

  在Revvity瑞孚迪,我们将“不可能”视为灵感,将“做不到”视为原动力。Revvity瑞孚迪提供健康科学解决方案、前沿技术和专业服务,业务涵盖科研探索、开发、诊断、治疗的端到端全流程。依托在转化多组学技术、生物标志物鉴定、成像、疾病的预测、筛查、检测与诊断、信息学等领域的多年深耕,Revvity瑞孚迪正以科技之能,突破人类潜能的边界。

  2022年Revvity瑞孚迪的营业额超过30亿美元,全球拥有11,000多名员工,为制药和生物技术、诊断实验室、学术界和政府客户提供服务。公司是标准普尔500指数的成员,客户遍及全球190多个国家和地区。Revvity瑞孚迪前身是珀金埃尔默生命科学与诊断业务公司。

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